Planejamento de síntese da acetanilida

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Profª Vanessa Rodrigues Furtado/ Aluna Letícia CirinoSíntese da acetanilida
1- Objetivo
Síntese da acetanilida. 
 
2- Reação
 C2H3NaO2 
CH₃COOH
Mecanismo da Reação
3- Introdução
 
A acetanilida é uma amida secundária, podendo ser sintetizada através de uma reação da anilina, a partir do ataque nucleofílico do grupo amino sobre o carbono carbonílico do anidrido acético, seguido de eliminação de ácido acético, formado como um sub-produto da reação (AMARAL, 1980). Sua fórmula molecular é C8H9NO.
A acetanilida tem a mesma função do paracetamol atuando como analgésico e antipirético. Ela foi descoberta acidentalmente por Cahn and Hepp em 1886 quando foi utilizada pela primeira com o nome de antifibrina. Estes cientistas concluíram que a acetanilida é tóxica, por isso foram em busca de um composto menos tóxico, porém com o mesmo efeito analgésico e antitérmico descobriram o paracetamol.
Grande parte das reações químicas realizadas em laboratório necessita de uma etapa posterior para a separação e purificação adequadas do produto sintetizado. A purificação de compostos cristalinos impuros é geralmente feita por cristalização a partir de um solvente ou de misturas de solventes. No entanto, no nosso caso, a acetanilida é uma das matérias primas para a produção do produto final, desta forma não é recomendada a purificação para que não se tenha as perdas inerentes a este método.
Dependendo do pH o produto pode ser diacetilado, por isso é necessário o uso de uma solução tampão (ácido acético/acetato de sódio, pH ~ 4,7) (SKOOG, 1996). Solução tampão é, qualitativamente, a habilidade desta solução de resistir a mudanças de pH frente a adições de um ácido ou de uma base. Quantitativamente, a capacidade tampão de uma solução é definida como a quantidade de matéria de um ácido forte ou uma base forte necessária para que 1,00 L de solução tampão apresentem uma mudança de uma unidade no pH (SKOOG, 1996).
Para purificar a acetanilida dissolve-se pequena quantidade dela em solvente adequado e filtra-se por gravidade à quente, para remover impurezas sólidas, deixando o filtrado esfriar, após esfriar irá formar cristais. Os cristais formados devem ser filtrados à vácuo e depois secos sob ventilação.
Mas é preciso testar a pureza dos cristais de acetanilida a fim de garantir que o produto obtido está isento de contaminações. Isso pode ser feito através da verificação do seu ponto de fusão com o auxílio de um aparelho que mede o ponto de fusão. O ponto de fusão da acetanilida é de aproximadamente 114ºC. Assim sendo, o composto analisado deve apresentar essa temperatura de fusão.
Para adquirir esse composto de suma importância na indústria farmacêutica, não são necessários equipamentos sofisticados, e o tempo de síntese é relativamente pequeno e o rendimento é considerado bom.
4- Método1ª Parte - Reação
1) A um balão de 100 mL com 3 juntas 14/20, acople um condensador de bolas, um termômetro e um funil de adição.
2) Adicione 2,1 g de acetato de sódio desidratado em um béquer de 100 mL. Em seguida, adicione 8,4 g de ácido acético glacial e agite com bastão de vidro para obter a suspensão. 
3) Adicione, sob agitação constante, o tampão e 7,6 mL de anilina 
4) Transfira 8,0 mL de anidrido acético para o funil de adição e em seguida para o balão (Esta é rápida e exotérmica). 
5) Terminada a reação, adicione o meio reacional, com agitação, a um béquer de 250 mL contendo 125 mL de água destilada 
6) Resfrie a mistura em banho de gelo, adicionando o béquer à uma bacia plástica que contenha gelo. 
7) Filtre em Funil de Büchner, utilize um kitassato de 500 mL e lave várias vezes com água gelada. 
8) Seque o sólido ao ar.
2ª Parte – Separação do produto
9) Terminada a reação, adicione o meio reacional, com agitação, a um béquer de 250 mL contendo 125 mL de água destilada 
10) Resfrie a mistura em banho de gelo, adicionando o béquer à uma bacia plástica que contenha gelo. 
11) Filtre em Funil de Büchner, utilize um kitassato de 500 mL e lave várias vezes com água gelada. 
12) Seque o sólido ao ar.
 Síntese A X Síntese B
O anidrido acético é o reagente acilante e o tampão ácido acético/acetato de sódio é utilizado para minimizar a diacetilação da anilina. Por outro lado, sabe-se que o produto de diacetilação da anilina sofre decomposição em presença de água, fornecendo acetanilida e ácido acético.
A acetilação inicial da anilina gera ácido acético, que vai manter o pH da mistura reacional na faixa ácida, protonando parcialmente a anilina; por outro lado, qualquer diacetil anilina porventura formada será decomposta pela água presente no meio reacional. Na síntese B há economia de reagentes (ácido acético glacial e acetato de sódio) e minimização de compostos no rejeito, constituído prioritariamente pelo ácido acético formado estequiometricamente.
5- Fluxograma
Acetato de sódio desidratado + Ác. Acético Glacial – 1º
Anilina – 2º
Resfriamento
Diluição
Adição
Água destilada
Anidrido Acético – 3º
Filtrado
Filtração
 
Filtrado
Água gelada
Lavagem
Reação
Secagem
Tratamento de Efluentes
Pesagem
Acetanilida
Separação do Produto do meio reacional
 
6- Tabela I - Dados dos reagentes e do produto
 
	Reagentes e produtos
	Ponto de Fusão
(0C)
 
	Ponto de Ebulição
(0C)
 
	Densidade
(g/mL)
 
	Massa Molecular (g/mol)
	Aspecto Físico
 
	Solubilidade em água
	
	
	
	
	
	
	
	Acetanilida
	113-115 
	-
	-
	135,17
	Sólido branco
	 5,36 g/L (25°C)
	 Ácido Acético 
	17
	 118
	 1,05
	60,05
	 Líquido Incolor
	 Miscível
	Anidrido Acético
	-73
	140
	1,08
	102,09
	Líquido Incolor
	2,6% em peso (20°C)
	Anilina
	-6
	184
	1,02
	93,13
	Amarelada
	Pouco solúvel
	Acetato de Sódio
	324
	881
	1,53
	82,03
	Incolor
	Solúvel
 
 
7- Tabela II - Dados da reação
 
Após o cálculo do número de moles observou-se que a anilina apresentou menor número de moles dentre os reagentes, logo, ela é o reagente limitante da reação. 
	Reagentes e produtos
	Massa
(g)
	Volume
(mL)
	Número de moles
	Observações
	 Acetanilida
	
	
	
	Os dados do produto serão obtidos ao final da execução prática
	 Ácido Acético 
	8,4 
	 8,00
	 0,140
	 -
	Anidrido Acético
	 9,15
	 8,47
	 0,090
	 -
	Anilina
	7,75
	7,60
	0,083
	Reagente Limitante
	Acetato de Sódio
	2,1
	1,37
	0,025
	-
 
 
 
8- Tabela III - Listas de materiais e reagentes 
	MATERIAIS
	CAPACIDADE (mL)
	UNIDADE
	 Balão de fundo redondo com 3 juntas de 14/20
	100 
	1
	Condensador de bolas com junta 14/20
	-
	1
	Funil de adição com junta 14/20
	-
	1
	Adaptador de termômetro com junta 14/20
	-
	1
	Barra magnética
	-
	1
	Funil para líquidos
	-
	1
	Termômetro
	-
	1
	Béquer
	100,250
	1,1
	Proveta
	10
	2
	Bastão de vidro
	-
	1
	Kitassato e funil de Büchner
	500
	1
	Frasco lavador
	-
	1
	Banho de gelo
	-
	1
	Vidro de relógio
	-
	1
	Espátula
	-
	-
	REAGENTES
	 Ácido Acético 
	Anidrido Acético
	Anilina
	Acetato de Sódio
 
9- Tabela IV - Periculosidade dos reagentes e do produto
Os regentes são tóxicos e não devem ser inalados. A reação é rápida e exotérmica, aumentando a pressão de vapor dos reagentes líquidos. Desta forma, a reação deverá acontecer na capela com exaustão em um sistema com um condensador vertical, que impedirá os vapores que se desprenderão do meio reacional de irem para a atmosfera.
A anilina deverá ser adicionada com cautela ao meio reacional, de forma controlada, por isso faz-se necessário a utilização de um funil de adição acoplado ao balão, sendo assim o balão precisará ter pelo menos dois acessos.
A temperatura do meio reacional irá variar, logo se faz necessário à sua medição, portanto deverá ser colocado um termômetro acoplado ao balão em um terceiro acesso.
A tabela abaixo detalha a periculosidade de cada reagente e do produto formado.
	 Acetanilida
	Nocivo por exposição aguda e apresenta graves riscos para a saúde se inalado, ingerido ou em contato com a pele.
	 Ácido Acético 
	Corrosivo aos tecidos, irritante para a pele, membranasde mucosas, trato respiratório superior e olhos. Pode ser fatal se ingerido. Quando aquecido emite fumos tóxicos de dióxido e monóxido de carbono. Tem efeito lacrimejante.
	Anidrido Acético
	Corrosivo aos tecidos, prejudicial se inalado e ingerido, o contato com a pele ou olhos pode causar severas queimaduras. Reage violentamente com a água.
	Anilina
	Perigoso para a saúde e a integridade física. Risco de cancerogênese.
	Acetato de Sódio
	Pode causar irritação nos olhos, pele e trato respiratório.
 
10- Referências bibliográficas
Solomons T.W., Química Orgânica, vol. 1, 6ª Ed., Rio de Janeiro, 1996, p. 718, 679.
McMurry, Química Orgânica, vol. 1, LTC, Rio de Janeiro, 1997, p. 546.
SKOOG, D. A.; WEST, D. M.; HOLLER, F. J.; CROUCH, S. R.; Fundamentos de química analítica. 8ª ed. São Paulo: Learning, 2008. 999p.
Lenardão, E. J.; Freitag, R. A.; Dabdoub. M. J.; Batista, A. C. F.; Silveira, C. C.; Quim. Nova 2003, 26, 123.
Hino, K. N.; Omori, A. T.; Quim. Nova 2015, 38, 156.
https://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf
http://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Acetanilida.2003.pdf
 
http://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Anilina2003.pdf 
http://www.oswaldocruz.br/download/fichas/Anidrido%20ac%C3%A9tico2003.pdf